如何知道如果气候变化造成的天气

如何知道如果气候变化造成的天气

在经历了异常强烈的热浪,倾盆大雨或干旱之后,诺亚·迪芬博(Noah Diffenbaugh)和他的研究小组不可避免地接到电话和电子邮件,询问人为的气候变化是否起作用。

一个新的框架将帮助他们做出回应。

斯坦福大学地球,能源与环境科学学院地球系统科学教授迪芬博说:“这个问题正在被普通公众以及试图做出有关如何应对气候变化风险的决策的人们问到。”

“从农业到保险费,国际供应链,到基础设施规划,从准确的答案是重要的。”

过去,科学家通常避免将个别天气事件与气候变化联系起来,并指出人类影响天气变化的挑战。 但是,这正在改变。

斯坦福大学伍兹环境研究所的高级研究员迪芬博说:“在过去的十年里,研究的爆炸性增长,以至于我们看到了在一个重大事件的几个星期内公布的结果。

四个步骤

在一项新的研究中,发表在“ 诉讼中的国家科学院院士,Diffenbaugh和同事提出了一个四步的“框架”来测试全球变暖是否导致了记录天气事件。 这份新论文是气候科学新兴领域的最新成果,被称为“极端事件归因”,将气候观测的统计分析与日益强大的计算机模型结合起来,研究气候变化对个别极端天气事件的影响。


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“我们的做法非常保守。 这就像我们法律制度中的无罪推定......“

为了避免不恰当地将事件归因于气候变化,作者首先假定全球变暖没有起作用,然后使用统计分析来检验这种假设是否有效。 “我们的做法非常保守,”迪芬博说。 “这就像我们的法律制度中的无罪推定:默认的是天气事件只是运气不好,要把责任归咎于全球变暖,要有很高的举证责任。

作者将他们的框架应用于世界上不同地区发生的最热门,最潮湿,最干燥的事件。 他们发现,人类温室气体排放造成的全球变暖使得最热的事件发生的可能性增加了超过全球可观测地表面积的80百分比。

Diffenbaugh说:“我们的研究结果表明,世界并不是每个记录热门事件都有可检测的人类指纹的地步,但我们正在接近。”

对于最干旱和最湿润的事件,作者发现人类对大气的影响增加了大概一半的可靠观测面积的可能性。

Diffenbaugh说:“降水本身比温度更嘈杂,所以我们预计信号不太清晰。 “我们所看到的最清晰的信号之一是热带地区极端干旱事件的可能性增加。 这也是我们看到旷日持久的热点事件的可能性最大的一个组合,这对脆弱的社区和生态系统构成真正的风险。“

研究小组近年来一直在发展极端事件框架,重点放在个别事件上,例如加利福尼亚的2012-2017干旱和印度北部发生的灾难性洪水。 在这项新研究中,一个主要目标是测试该框架评估世界多个地区事件的能力,以及超出极端温度和降水的范围,这一直是大多数事件归因研究的重点。

海冰和热浪

一个备受瞩目的测试案例是北极海冰,在过去的三十年夏季,这个数字大约下降了40%。 当小组成员将其框架应用于9月份2012观测记录低的北极海冰覆盖层时,他们发现了大量的统计数据证明全球变暖对2012海冰测量的严重性和可能性有贡献。

Diffenbaugh说:“北极的趋势非常陡峭,我们的研究结果表明,如果没有全球变暖的话,这将是极不可能达到创纪录的低海冰程度。

研究小组表示,多管齐下的另一个优势是它不仅可以用来研究地表气象条件,还可以用来研究有助于发生罕见事件的气象“成分”。

“例如,我们发现2010热浪期间在俄罗斯发生的大气压力模式在近几十年来变得越来越可能,全球变暖已经造成了这些不利因素,”西北大学助理教授丹尼尔•霍顿(Daniel Horton)说。以及Diffenbaugh实验室的前博士后,他领导研究大气压力模式对地表温度极值的影响。 “如果单个成分的可能性发生变化,就像导致热浪的压力模式一样,那么在极端情况下就会把拇指放在秤上。”

Diffenbaugh认为未来几年对严格的量化事件归因的需求将会增长。 他说:“当你看历史数据时,毫无疑问,全球变暖正在发生,世界许多地区的极端事件正在增加。 “人们根据天气做出很多决定 - 短期和长期 - 所以他们想要知道全球变暖是否正在创造破纪录的事件更有可能。 作为科学家,我们希望确保他们在做出这些决定时有准确,客观,透明的信息。“

国家科学基金会,能源部,国家卫生研究院和斯坦福大学资助了这项工作。

来源: 斯坦福大学

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